中国仪器仪表发展和未来五年市场需求分析

中国仪器仪表发展和未来五年市场需求分析
思路及提要
中国仪器仪表未来需求和市场预测主要涉及社会发展对仪器仪表的总体要求、仪器仪表的科技发展趋势以及未来我国总体发展和社会各行各业发展对仪器仪表的需求分析和市场预测。

为此，首先阐述仪器仪表是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，是信息产业的源头和组成部分。

在工业生产中，仪器仪表是―倍增器‖。

在科学研究中，仪器仪表是―先行官‖。

在军事上，仪器仪表是―战斗力‖。

此外，现代仪器仪表在当今社会还发挥出―物化法官‖的重要作用。

同时，仪器仪表在试验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用，应用遍及―农轻重、海陆空、吃穿用‖无所不在。

现代仪器仪表的发展趋势是：技术指标不断提高；最先应用新的科学研究成果，高新技术大量采用；单个仪器仪表装置不断微小型化、智能化、精美化；与主设备、主装置和主系统连用的仪器仪表与主设备、主装置和主系统日益一体化；仪器仪表可独立使用，嵌入式使用和联网使用；仪器仪表的测控范围向立体化、全球化扩展，仪器仪表的测量控制功能向系统化、网络化发展；加速从实验室走向生产第一线、走向人们的家庭和生活，便携式、手持式以至个性化仪器仪表大量发展，商品检测、环保检测、健康检测…成为新的需求热点。

现代仪器仪表的关键技术需求主要有：传感技术，系统集成技术、智能控制技术，人机界面技术，可靠性技术等。

为了较具体而全面的进行中国仪器仪表未来需求和市场预测的分析，首先结合中国仪器仪表行业的现状，给出我国仪器仪表的需求和市场现状，然后结合中国社会和中国仪器仪表行业的发展态势，进行中国仪器仪表总体未来需求和市场预测的分析；最后根据我国正在制订的―十一、五‖和2020年中长期科学技术发展规划涉及的主要专题中对仪器仪表的需求分析，给出中国仪器仪表市场未来需求重点产品预测，以供我国仪器仪表发展商在今后发展中的参考。

1、仪器仪表的重要战略地位和作用
当今世界已经进入信息时代，信息技术成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。

著名科学家钱学森明确指出：―信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。

测量技术是关键和基础。

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仪器仪表是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，是信息产业的源头和组成部分。

美国商业部1999年度报告在关于新兴数字经济部分提出，信息产业包括计算机软硬件行业、通信设备制造及服务行业、仪器仪表行业。

现代仪器仪表在当今社会的重要作用怎样评估都不为过。

在工业生产中，仪器仪表是―倍增器‖。

美国商业部国家标准局20世纪90年代中发布的调查数据表明，美国仪器仪表产业占社会总产值4％，而它拉动的相关经济的产值却达到社会总产值的66％。

事实上，在现代化大生产中，如果没有只占企业固定资产大约10－15％的各种测量与控制仪器仪表的正常运行，发电厂、炼油厂、化工厂、钢铁厂、飞机和汽车制造厂等各种现代化企业都不能维持稳定的生产，更不会创造巨额的产值。

仪器仪表拉动工业生产的作用犹如―四两拨千斤‖。

仪器仪表工业是实现现代化生产，由粗放型经济转变为集约型经济，适应国际竞争需要的支柱产业，专家们形象地比喻为―卡脖子‖产业。

在科学研究中，仪器仪表是―先行官‖。

近年来我国航天科技事业发展神速成就骄人，一个重要原因就是抓住并解决了测量与控制这个必须先行的关键技术。

在重大科技攻关项目中，几乎一半是研究和制作专用测量与控制仪器设备。

众所周知，由于基因测量仪器的问世，使世界基因组研究计划提前了6年完成。

诺贝尔奖设立至今，有众多科学家得奖都是借助于先进仪器的诞生才获得重大的科学发现；甚至许多物理学家、化学家、医学家，直接因发明仪器仪表而获奖，据统计80年以来同仪器仪表有关的获奖者高达38人。

1992年诺贝尔化学奖获得者R.R.Ernst说过：―现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展‖。

我们要加快科学研究和高新技术的发展，仪器仪表必须先行！
在军事上，仪器仪表是―战斗力‖。

聂荣臻元帅当年领导研制两弹一星曾深刻地指出，必须抓好三件大事：一是新材料，二是仪器仪表，三是大型试验设备。

离开现代仪器仪表，就没有两弹一星。

1999年5月北约美军野蛮轰炸我驻南斯拉夫大使馆，远自数百英里外发射的5枚导弹，凭什么技术能够从不同的方向极其准确地击中目标？原来是利用了卫星、红外和地形匹配等自动导航系统及自动引爆的结果。

而实现系统全过程自动测量与控制功能的正是一系列高精度仪器仪表。

现代武器装备，几乎无一不配备相关的测量控制仪器仪表。

此外，现代仪器仪表在当今社会还发挥出―物化法官‖的重要作用。

在检查产品质量，监测环境污染，查服违禁药物，识别指纹假钞等各种判案过程中，现代仪器仪表都成为不可或缺的最具权威的―物化法官‖。

同时，仪器仪表在试验教学、气象预报、大地测绘、诊治疾病、指挥交通、探测灾情等社会生活许多领域都有广泛应用，应用遍及―农轻重、海陆空、吃穿用‖无所不在。

因此，现代仪器仪表的发展水平，是国家科技水平和综合国力的重要体现，仪器仪表的制造水平反映出国家的文明程度。

2、现代仪器仪表的范围、发展趋势及关键技术需求
2.1现代仪器仪表的范围
根据国际发展的潮流和我国的现状，目前认识到的现代仪器仪表
的范围主要包括
·工业自动化仪表、控制系统
·科学仪器
·医疗仪器
·信息技术电测仪器
·各类专用仪器仪表
·相关传感器、专用元器件和功能材料
2.2现代仪器仪表的发展趋势及特点
就科学技术而言，现代仪器仪表的发展趋势具有以下特点：
2.2.1技术指标不断提高
就如奥林匹克运动的口号是更高、更快、更强一样，仪器仪表在提高检测控制技术指标上是永远的追求，仪器仪表的技术指标水平是一个国家仪器仪表发展水平的量化标志。

以扩大检测范围指标来说，如电压从纳伏～100万伏；电阻从超导至1014Ω；谐波测量到51次；加速度从10-4～104g；频率测量至1010HZ；压力测量至108Pa等；温度测量从接近绝对零度至1010℃等。

以提高测量精度指标来说，工业参数测量提高至0.02℅以上，航空航天参数测量达到0.05℅以上，计量精度和科学仪器达到的精度更是与时俱进。

以提高测量的灵敏度来说更是向单个粒子、分子、原子级发展。

2.2.2最先应用新的科学研究成果，高新技术大量采用。

仪器仪表作为人类认识世界、改造世界的第一手工具，是人类进行科学研究和工程技术开发的最基本工具。

人类很早就懂得―工欲善其事，必先利其器‖的道理，新的科学研究成果和发现如信息论、控制论、系统工程理论，微观和宏观世界研究成果及大量高新技术如微弱信号提取技术，计算机软、硬件技术，网络技术，激光技术，超导技术，纳米技术等均成为仪器仪表发展的重要动力。

仪器仪表装置不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果集成的仪器仪表装置和系统层出不穷。

2.2.3单个仪器仪表装置不断微小型化、智能化、精美化；与主设备、主装置和主系统连用的仪器仪表与主设备、主装置和主系统日益一体化；仪器仪表可独立使用，嵌入式使用和联网使用
仪器仪表和测量控制装置大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，从目前出现的―芯片式仪器仪表‖，―芯片实验室‖等看，单个装置的微小型化和智能化将是长期发展趋势。

从应用技术看，微小型化和智能化装置的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。

与主设备、主装置和主系统连用的仪器仪表与主设备、主装置和主系统日益一体化
2.2.4仪器仪表的测控范围向有关工作面立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展
随着仪器仪表和测量控制技术所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。

例如一个大型水电站的仪器仪表测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点（I/O 测控点）将超过数千，要达到大型水电站的正常发电和送电，必须将各个测控点的测控装置形成网络化结构，形成一个有机的测控网络系统。

又例如卫星测控系统，人造卫星上配置的各种传感器就达到数千，它首先要将卫星上各种测控装置构成一个完整的自动测控子系统，然后和多个地面站的测控系统构成一个广域测控系统。

2.2.5便携式、手持式以至个性化仪器仪表大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人们生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器仪表，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要趋势。

特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器仪表将有较大发展。

2.3现代仪器仪表的关键技术需求
从现代仪器仪表科学技术的发展趋势和特点，可以列出仪器仪表发展的关键技术需求如下。

2.3.1传感技术
传感技术不仅是仪器仪表实现检测的基础，它也是仪器仪表实现控制的基础。

这不仅因为控制必须以检测输入的信息为基础；并且是由于控制达到的精度和状态，必需感知，否则不明确控制效果的控制仍然是盲目的控制。

广义而言传感技术必须感知三方面的信息，它们是客观世界的状态和信息，被测控系统的状态和信息以及操作人员需了解的状态信息和操控指示。

在这里应注意到客观世界无穷无尽，测控系统对客观世界的感知主要集中于与目标相关的客观环境（简称既定目标环境），既定目标环境之外的环境信息可通过其它方法采集。

被测控系统可以是简单的物或单一的样本，可以是复杂的无人直接操纵的自动化系统，可以是有人(群)在内操作的大型自动化系统或社会活动系统，也可以是人体。

以人体健康、生理、心理状态为目标的传感技术是医疗诊治仪器的基础和核心。

操作人员可以是单人，但在系统化、网络化的情况下常为不同岗位下
的操作人员群体。

窄义而言，传感技术主要是客观世界有用信息的检测，它包括有用被测量敏感技术，涉及各学科工作原理、遥感遥测、新材料等技术；信息融合技术，涉及传感器分布，微弱信号提取（增强），传感信息融合，成像等技术；传感器制造技术，涉及微加工，生物芯片，新工艺等技术。

2.3.2系统集成技术
系统集成技术直接影响仪器仪表和测量控制科学技术的应用广度和水平，特别是对大工程、大系统、大型装置的自动化程度和效益有决定性影响，它是系统级层次上的信息融合控制技术，包括系统的需求分析和建模技术，物理层配置技术，系统各部份信息通信转换技术，应用层控制策略实施技术等。

在操作人员为多种不同岗位的操作群体情况下，还应包括各级操作人员需求分析技术。

2.3.3智能控制技术
智能控制技术是人类以接近最佳方式，通过测控系统以接近最佳方式监控智能化工具、装备、系统达到既定目标的技术，是直接涉及测控系统的效益发挥的技术，是从信息技术向知识经济技术发展的关键。

智能控制技术可以说是测控系统中最重要和最关键的软件资源。

从目前发展趋势看，在企业信息化ERP/MES/PCS三级结构的计算机测控系统中,软件的价格已超过硬件的3倍。

而有关石化、冶金、电力、制药行业中自动化测控系统的先进控制软件价格就超过系统硬件价格。

智能控制技术包括仿人的特征提取技术，目标自动辨识技术，知识的自学习技术，环境的自适应技术，最佳决策技术等。

2.3.4人机界面技术
人机界面技术主要为方便仪器仪表操作人员或配有仪器仪表的主设备、主系统的操作人员操作仪器仪表或主设备、主系统服务。

它使仪器仪表成为人类认识世界、改造世界的直接操作工具。

仪器仪表、甚至配有仪器仪表的主设备、主系统的可操作性、可维护性主要由人机界面技术完成。

仪器仪表具有一个美观、精致、操作简单、维护方便的人机界面，常成为人们选用仪器仪表及配有仪器仪表的主设备、主系统的一个重要条件。

人机友好界面技术包括显示技术、硬拷贝技术、人机对话技术、故障人工干预技术等。

考虑到操作人员从单机单人向系统化、网络化情况下的许多不同岗位的操作人员群体发展，人机友好界面技术正向人机大系统技术发展。

此外，随着仪器仪表的系统化、网络化发展，识别特定操作人员、防止非操作人员的介入技术也日益受到重视。

2.3.5可靠性技术
随着仪器仪表和测控系统应用领域的日益扩大，特别是在一些军事、航空航天、电力、核工业设施，大型工程和工业生产中起到提高战斗力和维护正常工作的重要作用。

这些部门一旦出现故障，将导致灾难性的后果。

因此装置的可靠性、安全性、可维性，特别是包括受测控系统在内的整个系统的可靠性、安全性、可维性显得特别重要。

像2003年8月15日美国、加拿大大面积停电的事故，是决不应由部分设备故障而扩展造成！
仪器仪表和测控系统的可靠性技术除了测控装置和测控系统自身的可靠性技术外，同时还要包括受测控装置和系统出现故障时的故障处理技术。

测控装置和系统可靠性技术包括故障的自诊断、自隔离技术，故障自修复技术，容错技术，可靠性设计技术，可靠性制造技术等。

包括受测控装置和系统在内的可靠性技术，包括故障诊断、隔离技术，安全降阶技术，故障处理技术等。

3、中国仪器仪表未来五年需求和市场发展分析
3.1仪器仪表总体未来五年需求和市场发展分析
3.1.1 国产仪器仪表的现状和市场需求现状
目前，绝大部分国产仪器仪表产品的技术水平处于国际上九十年代初中期的水平。

中低档产品品种基本齐全，能够批量生产，且质量稳定；例如，电工仪器仪表在国内市场占有率达95%并有13%的产品出口，深圳市每年生产数字万用表达700万台，出口世界90多个国家，中低档数字万用表的产量占世界总产量的80%。

少数中高档产品，已接近国际水平。

在工程应用技术方面，已经能够承担一部分国家重大工程仪器仪表系统成套工作。

如30万千瓦火电机组，350万吨/年炼油装置，20000m3/h空分装置、核电站常规岛控
制系统等，开始摆脱国家重大工程全部被国外公司垄断的局面。

但在高技术含量的自动化仪表及系统、科学测试仪器、传感器元器件等产品的竞争上，国内仪器仪表行业基本上都处于相当被动的境地。

总体上说，2003年国内仪器仪表市场需求旺盛，增长迅速。

受电站、汽车、公用设施工程、住宅建设和国际市场回暖等影响，工业自动化仪表与控制系统、车用仪表、电水气用计量仪表和中低档光学仪器等增长迅速。

按国家统计局和有关行业部门统计，2003年国内生产仪器仪表销售总额为921亿元，与上年度同期相比增长25.8%。

其中过程控制系统与检测仪表为174亿元，同期相比增长29.9%；科学仪器为154亿元，同期相比增长40.18%；环保仪器约为16亿元，同期相比增长35.6%；电能计量仪表为180亿元，同期相比增长36.3%；医疗仪器超过80亿元，同期相比增长11.9%。

而据国家海关和有关行业部门统计，2003年，我国仪器仪表行业出口商品总值29.4亿美元，与上年度同期相比增长了52.6%；2003年仪器仪表的进口金额为91.5亿美元，与上年度同期相比增长了67.8%。

其中过程控制系统与检测仪表为16.7亿美元，科学仪器（包括实验分析仪器和光学仪器）为28.8亿美元，医疗仪器为10亿美元。

根据上述数据，中国仪器仪表2003年的市场总需求量为：国内生产仪器仪表2003年销售总额–国内生产仪器仪表2003年出口销售总额 + 2003年仪器仪表的进口金额 = 921–29.4×8.3 + 91.5×8.3 = 921–244.02 + 759.45 = 1436.43（亿元）。

其中人民币与美元的比价 = 1: 8.3。

因此，可以毫不夸张地说，我国对仪器仪表的需求量的二分之一是由进口产品满足的（实际占52.87%），国外公司的中档产品以及许多关键零部件占有了国内60%以上的市场份额，大型和高精度的仪器仪表几乎全部依赖进口。

3.1.2中国仪器仪表总体未来五年需求和市场分析
根据国家统计局和有关行业部门统计，2003年国内生产总值（GDP）为116694亿元人民币，比上年增长9.1%，其中工业总产值为53612亿元人民币，比上年增长12.6%。

而2003年国内仪器仪表总产值约961亿元人民币，比上年增长25.8%，远高于国内生产总值增长率的9.1%和工业总产值增长率的12.6%，由此可大致看出国内仪器仪表市场总体需求的迅速增长之势。

但从国内仪器仪表总产值占国内生产总值和工业总产值的比重看，2003年国内仪器仪表总产值仅占国内生产总值（GDP）的0.82%，国内工业总产值的1.79%。

而据美国商业部国家技术和标准研究院（NIST）提出的报告称：美国90年代仪器仪表工业产值占工业总产值的4%，它对国民经济（GNP）的影响面达到66%。

因此从世界工业发达国家仪器仪表工业产值在工业总产值中所占比重看,我国仪器仪表工业的发展还需进一步加快，同时也说明有着广阔的发展空间。

据国家海关和有关行业部门统计，2003年中国国内仪器仪表市场总需求量达到1436.43亿元人民币，其中包括进口仪器仪表91.5亿美元（约合759.45亿元人民币）。

国内生产的仪器仪表市场需求量的年增长率达到25.8%，而进口仪器仪表市场需求量的年增长率更达到67.8%。

根据仪器仪表行业―十五‖规划对市场需求预测和仪器仪表行业2003年发展态势分析，2003年国内仪器仪表市场的需求增速明显高于原来的预测。

结合我国国民经济、科学技术和国防建设在相当长一段时期将保持快速发展，对仪器仪表的总体需求将有明显增长。

预计未来相当长一段时期内，国内仪器仪表市场需求的平均年增长率不会低于15%（考虑到国内对进口仪器仪表需求量的增速不减，15%的年增长率可能还是较保守的预计）。

因此，中国仪器仪表总体未来需求大致是：2004年1652亿元，2005年1900亿元，2006年2185亿元，2007年2512亿元，2008年2889亿元。

未来5年间平均年市场总需求量为2227亿元，相当于268亿美元。

进口仪器仪表所占份额如近二年不增，后三年每年能下降3个百分点，则中国仪器仪表市场对进口仪器仪表的总体未来需求大致是：2004年105亿美元，2005年121亿美元，2006年131亿美元，2007年142亿美元，2008年153亿美元。

未来5年间进口仪器仪表平均年市场总需求量为130.4亿美元。

根据―十五‖前三年仪器仪表行业生产和市场销售情况，特别是2003年的情况看，电力、公用设施工程、环保、医疗、商品质量检验、住宅建设、汽车、农林牧渔等行业对仪器仪表的需求旺盛，正成为市场需求的热点。

2003年国内生产和销售年增长率超过25%的仪器仪表有：工业自动化仪表和控制系统，年增长率31.5%；电工仪器仪表，年增长率35.9%；环境测量专用仪表，年增长率33%；汽车仪表，年增长率35.9%；农林牧渔专用仪器仪表，年增长率39.7%；地质勘探和地震预报专用仪器，年增长率28.4%；核辐射测量仪器，年增长率125.8%；光学仪器，年增长率41.2%；衡器，年增长率31.7%。

2003年进口年增长率超过25%的仪器仪表有：工业自动化仪表和控制系统，年增长率75.7%；电工仪器仪表，年增长率40.1%；电子
测量仪器，年增长率26.7%；光学仪器，年增长率125.2%；实验分析仪器，年增长率44.6%；医疗仪器，年增长率228%；衡器，年增长率103%；大地测绘专用仪器，年增长率43.8%；绘图计算及测量仪器，年增长率27.4%。

3.1.3 几类典型仪器仪表国内市场需求预测
3.1.3.1 工业自动化仪表和控制系统国内市场需求预测
当前，国民经济的运行正处于一个特殊的时期，在保持持续快速、健康发展的同时，要在基础设施，基础行业、农业、房地产业及高新技术等领域加大投资力度。

因此，国民经济各部门在今后一段时期内，要新建一批重大工程项目，同时还有一大批企业为提高产品质量，提高经济效益，保持较强的社会竞争力，需要进行技术改造，因此，从国民经济发展总趋势来看，对工业自动化仪表及控制系统将形成较大的社会需求。

未来五年，年需求量的平均增速可达15%以上。

2003年电力工业实现新增装机容量3000万千瓦，2004年预计新增装机容量4000万千瓦，未来五年，电力工业大体将维持每年新增装机容量4000万千瓦，新增项目估计对工业自动化仪表和控制系统的需求年增15%。

石化系统目前大部分主控系统采用进口产品，随着国产系统可靠性的提高，将会争得一定的市场份额，估计需求量至少能年增5%。

冶金行业2003年钢产量2.22亿吨，年增21.9%；钢材产量2.41亿吨，年增25.3%；十种有色金属年增19.1%；氧化铝年增11.2%。

国家目前对冶金行业过热的调控，是为了可持续发展，未来五年，估计至少能维持年增15%的需求水平。

大型港口、建材、轻工，未来五年都有一批新建项目，估计这些行业的需求将年增10%以上。

环保领域是―十五‖期间国家支持发展的重点之一，是自动化仪表和控制系统需开拓的新领域；其它如农业现代化、楼宇自动化、仓库自动化、城市交通自动化等方面的市场需求都是新的增长热点。

我国工业企业的技术改造任务相当艰巨，未来五年仍将有一批20万千瓦以下的中小型发电机组、50多套中型乙烯装置、70座炼油厂，500多座加热炉，20多万台工业锅炉等都需要进行技术改造，大部分要提高自动化水平，以新型数字式自动化仪表更新原有的模拟仪表。

根据新建、技改项目和成套出口预计，工业自动化仪表和控制系统主要产品未来五年需求量预测如表1所示。

3.1.3.2 科学仪器国内市场需求预测
科学仪器按原机械系统仪器仪表分类方法，除包括各种分析仪器外，还包括光学仪器、试验机及实验室仪器三类。

光学仪器主要包括各种显微镜（生物显微镜、体视显微镜及电子显微镜等）、大地测绘仪器（经纬仪，水准仪等）、光学计量仪器（工具显微镜、投影仪、角度测量仪器及机床附属光学仪器等）、物理光学仪器（摄谱仪、光量计、分光光度计、单色仪、偏振仪、折射仪等）及光学测试仪器等。

试验机主要包括各种金属材料试验机，非金属材料试验机，无损探伤仪及动平衡机等。

实验室仪器主要包括精密天平，干燥箱，真空仪器、应变仪、环境试验仪器、热量计及声学仪器等。

下面按科学分析仪器、光学仪器、试验机及实验室仪器四部分分别描述。

（1）分析仪器
我国分析仪器产品进口量多年居高不下，据海关统计，2003年我国进口的物理和化学分析用仪器总值11.9亿美元，比2002年增长44.6%。

表明国产产品在技术水平、品种、质量、自动化程度、智能化及成套性等方面与国际同类产品水平相比有较大差距，同时也表明用户对高水平分析仪器产品的需求日益增长。

主要进口产品有质谱仪、核磁共振波谱仪、色谱仪、色谱质谱联用仪、等离子光谱仪、污水监测仪、气体和烟雾监测仪、高性能荧光光谱仪等。

从进口产品性能水平档次分析，中、高档产品所占比例分别为 55%和 45%。

随着我国用微电子技术和计算机技术及新工艺、新材料来提高国产分析仪器水平，进口产品增幅将逐步减小。

预计未来五年，石油、化工、冶金、电力等主要用户部门的需求量中，要求具有九十年代后期技术水平的中档成套分析仪器占 60%、低档分析仪器占 25%、高档分析仪器占15%。

国家及企业的研究机构和技术中心需要数字化、智能化、自动化程度较高的分析仪器。

生物医学领域中，大型医院及科研单位需要可靠性、智能化、自动化程度高的分析仪器产品，中小型医院主要需要中低档产品。

环保领域需要的大气及污水成。